农业机械的自动化与智能化应用方式与发展途径
摘?要：农业机械在农业生产过程中发挥着巨大的作用，随着农业机械技术的不断完善，农机的自动化作业能力显著提升，使农业机械的作业质量和作业效率进一步得到优化。自动化的农机设备在农业生产的方方面面得到了广泛的应用，这为我国农业机械技术向智能化发展创造了有利条件。从现阶段农业机械自动化和智能化的应用出发，分析了智能农机技术未来发展的趋势和途径。
关键词：农业机械;自动化;智能化;应用;发展
中图分类号：S126?文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.072
作者简介：白伏升（1974-），男，回族，宁夏同心人，本科，农机工程师，研究方向：农机化。
0?引言
随着我国科学技术的快速发展，农业机械设计和研发过程中所能使用的先进技术越来越多，到20世纪90年代，我国的农业机械自动化水平得到了快速的发展，农业机械的自动化程度显著提高，随后的20多年，农业机械的技术围绕着自动化进行了深入研究，使农业机械进一步替代了传统的人力劳动，且机械化作业的使用体验也得到了进一步提升，现阶段农业机械技术已经向着精确农业发展，农业机械化的生产方式逐渐实现了高效率、高质量要求。在此基础上，很多农机企业和科研机构的关注点转向智能农机产品，并利用现代化的计算机技术、信息技术、传感器技术等开发出了很多具有智能化特点的农机产品，为农业机械技术向智能化发展创造了良好的开端。
1?农业机械的自动化与智能化
从工业领域的发展来看，通常将自动化生产称为3.0时代，而智能化生产则称为4.0时代，可见智能化是在自动化的基础上发展而来的。农业机械的技术发展也符合由3.0时代向4.0时代升级的特征，从现阶段的农业机械化生产来看，农业机械技术应用已经向全程机械化作业转变，理论技术的研究已经能满足自动化生产的发展需求。从概念上看，农机自动化技术主要是利用农业机械来替代传统的人力劳动模式，意在通过最小的人力资源实现最大化的生产作业，而机械的作业仍需要人工进行操作或检测，自动化的机械设备更多的是进行重复性的机械运转作业;农业机械的智能化是在农业机械实现自动化功能的基础上，利用现代化的视觉技术、传感器技术等形成对环境的感知力，并通过计算机技术对环境感知的相关信息进行处理分析，从而使农业机械具备完全自主的工作能力，进而有效替代人为的管理和决策过程，使农业生产过程逐渐向无人化转变。
2?自动化农机的应用方式
农业机械的自动化技术在现阶段已经基本实现，随着在农业发达地区的主要粮食作物生产逐渐实现全程机械化，自动化农机产品在我国的应用程度也进一步增强。自动化农机作业覆盖了主要的农业生产过程，其主要机型包括了联合整地机、播种施肥联合作业机、宽幅植保机、联合收割机、秸秆还田机、自动灌溉机械等，这些机具实现了在农业生产过程中，依靠驾驶员的简单操作即可高效地完成传统的农业生产任务，作业过程中除需要进行农机驾驶外，基本不需要再进行其他的农业生产工作，同时自动化技术还向着产前和产后方向延伸，例如种子筛选与自动处理机械、水稻自动育秧机械等产前机械和谷物烘干机、粮食深加工机械等产后机械也基本实现了自动化作业，不仅使生产效率得到了提升，而且对于育种育秧、谷物干燥等工作品质也进一步提升，农民参与劳动生产的工作强度显著降低。
3?目前智能农机的应用方式
随着智能化技术研究的深入，很多具有智能化特点的技术逐渐应用到现阶段的农业机械上，使很多农业机械具备了一定的智能化功能，也可以将这些农业机械称为半智能化农业机械。从现阶段的应用来看，智能化技术已经逐渐进入了农业生产领域，其典型的应用方式包括以下几类。
（1）农业植保的智能检测与智能化药物喷施。现阶段，随着视觉技术和图像分析技术的进步，农业生产中逐渐应用了生长状态的视觉检测技术，通过摄像头检测作物的生长状态，获取的图像信息经计算机分析是否存在病虫害等异常问题，植保机械在进行农药喷施作业时，能够根据各个摄像头覆盖区域提供的病虫害情况实现喷施量的自动化调节，达到替代传统人工决策的效果，避免了农药喷施量的不合理问题，减少环境污染，并提高病虫害的防治效果。
（2）定点土壤检测与智能化播种施肥。通过在耕地土壤中布置检测装置，获取区域范围内土壤的养分、含水量等情况，实时检测土壤状态，并为播种施肥工作提供数据支持，在进行播种施肥作业时，播种量、播种时机、土壤类型、施肥量等参数的把握可以根据区域范围的测土数据进行智能化调整，实现最佳的种肥配比，为农作物后续生长提供合理条件，并避免化肥过量使用造成的环境问题。
（3）粮食收获状态的智能化检测。粮食收获的智能化主要表现在两方面，一是利用GPS技术和GIS技术分析田间的产量情况，以相关数据形成收获作业的实施方案，农业机械结合预设方案在GPS定位技术的指导下进行智能化作业，根据不同的作物产量情况智能地调节关键部件的转速、行驶速度等，使收获过程更为合理;二是利用谷物損失监测技术分析收获机的工作状态，避免出现谷物损失量过大造成的粮食浪费问题，解决了传统机械化生产作业品质无法及时考察与统计的弊端。
4?农机智能化的发展途径
4.1?加强智能农机管理系统的研究开发
随着智能农机技术的不断发展，农业机械上应用的智能化技术越来越多，智慧农机要实现最佳的应用效果，就必须将智能农机的管理平台技术进行应用与推广。现阶段，我国智慧农业管理平台功能还不全面，多数功能集中于农机工作管理与数据统计方面，而对于智慧农机所拥有的丰富功能利用不全面。农机智能管理系统的研究应进一步加强对智慧农机的控制、作业方案与决策指导、大数据汇总利用、智慧农机资源的区域化调配等技术的升级，确保智慧农机应用的合理性。
4.2?加强农机无人化智能作业技术的研究
农业机械要真正实现智能化必须以无人作业技术的实现为前提，以此保证在农机具备一定逻辑判断能力的同时，能够智能化的实现工作性能和方式的调整。无人作业技术的研究应着力解决以下几点问题：一是农机自动化驾驶技术，这不仅要求农业机械能够在耕地中实现自动行驶，还必须根据视觉系统和传感器获取的信息进行速度自动调节、障碍物躲避、行驶路线自动优化等功能;二是机电液一体化技术的智能化发展与应用，智慧农机要求机电液一体化技术在农业机械上的应用实现升级，要求农机上的关键功能部件实现高度的智能化和可控化，并依靠传感器技术感知和调整作用力、运转速度等参数，以便于智能功能的实现;三是确保智能控制的稳定性，优化电子技术和计算机技术在农业机械上的应用模式，使决策、实施过程更为可靠，避免因系统问题导致的智能农机实际工作能力不足问题。
4.3?智能感知技术与逻辑思维技术仍需提升
智能感知与逻辑思维是农机智能化的主要表现，是在生产过程中进一步替代人脑决策的关键技术，目前我国农业机械上应用的感知技术仍比较少，传感器、视觉设备等技术的利用程度比较初级，没有达到与农业机械深度融合的效果，基于计算机程序的逻辑思维技术仍处于研究阶段，距离实际的应用也有一定差距，因此，智能感知技术与逻辑思维技术是农机智能化发展的主要技术突破口，只有在这两方面加强技术攻关，才能促进智慧农机技术的早日成熟。
5?结语
随着我国农业生产的机械化程度不断提高，自动化作业的优势也凸显出来，农民使用农业机械的热情空前高涨，同时也对农机技术的进一步提升给予很高的期望，农机智能化作为农业机械技术发展的下一个目标，其研究和发展决定了未来农业的水平，也是农业发展进步的必然需求。因此，将现阶段的农机自动化技术与我国生产实际需求相结合，进一步研究和开发具有我国特色的智慧农机技术，有利于农业的合理化发展和生产效益的进一步提升。
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